QUÍMICA

1º MEDIO

MODELO ATÓMICO DE DALTON

• Introduce la idea dela discontinuidad dela materia. Esta es laprimera teoríacientífica queconsidera que lamateria está divididaen átomos.

Su teoría se puede resumir en:

1.- Los elementos químicos están formados por partículas muypequeñas e indivisibles llamadas átomos.

2.- Todos los átomos de un elemento químico dado son idénticosen su masa y demás propiedades.

3.- Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos, enparticular sus masas son diferentes.

4.- Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en loscambios químicos.

5.- Los compuestos se forman cuando átomos de diferenteselementos se combinan entre sí, en una relación de númerosenteros sencilla, formando entidades definidas (hoy llamadasmoléculas).

MODELO ATÓMICO DE THOMSON

Thomson descubrió unas

Partículas Subatómicas cargadas

través del estudio de los rayos

catódicos, propuso un modelo

atómico que explicara dichos

Resultados experimentales. El

Budín de pasas, según el

cual los electrones eran como

‘pasas' negativas incrustadas en,

un ‘budín' de materia positiva.

RAYOS CATÓDICOS

La luminosidad producida por los rayos

catódicos siempre se produce en la pared del

tubo situada frente al cátodo.

Los rayos catódicos hacen girar una rueda de

palas ligeras interpuesta en su trayectoria.

Los rayos catódicos son desviados por la

acción de campos eléctricos y magnéticos.

Frente a un campo eléctrico se desvían

hacia la placa positiva.

RAYOS CATÓDICOS

Los rayos catódicos tienen las mismas

características independientemente de la

sustancia gaseosa que se encuentre en el

tubo o del metal que constituya los

electrodos.

Con sus experimentos, Thompson demostró que los rayos catódicos

estaban formados por partículas negativas que debían formar parte de

todos los átomos, átomos que por tanto no eran indivisibles como proponía

el modelo de Dalton. Hoy llamamos electrones a estas partículas negativas.

Dirígete al siguiente link para ver el video

https://www.youtube.com/watch?v=1dPv5W

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MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

• El experimento de Rutherford, que pretendía comprobar la validez del modelo de atómico de Thompson, consistió en bombardear una lámina muy fina de oro (10-3 cm de espesor) con un haz de partículas a, cuya carga eléctrica es positiva.

Isótopo: Cuerpo que ocupa el mismo lugar que otro en el sistema periódico, por

tener las mismas propiedades químicas. Los núcleos tienen igual número atómico,

pero distinta masa.

En la experiencia de Rutherford los elementos radiactivos servían

como “cañones de partículas”. Si se coloca una porción de material

que contenga algún elemento radiactivo en una caja forrada de

plomo con un orificio, dado que el plomo absorbe la radiación, casi

todas las partículas que salen despedidas quedan absorbidas por el

plomo, pero algunas atravesarán el agujero y formarán un delgado

flujo de partículas muy energéticas que pueden dirigirse contra un

blanco.

Al realizar este experimento observó que:

•La mayoría de las partículas alfa pasaban

sin ser afectadas ni desviadas.

•Algunas atravesaban la lámina sufriendo

desviaciones considerables.

•Unas pocas sufrían desviaciones tan

fuertes que rebotaban.

Para poder explicar las grandes desviaciones que sufrían algunas partículas α Rutherford supuso que toda la carga positiva del átomo estaba concentrada en un pequeño núcleo donde residía además la casi totalidad de su masa.

En el átomo se pueden

distinguir dos zonas:

•El núcleo, en su parte central,

que contiene toda la carga

positiva y casi la totalidad de la

masa del átomo.

•La corteza, zona que rodea al

núcleo, donde están los

electrones cargados

negativamente. Estos

electrones girarían en torno al

núcleo y mantendrían grandes

distancias entre sí.

Rutherford sugirió que en los núcleos de los átomos tenían que

existir otras partículas de masa casi igual a la del protón, pero sin

carga eléctrica, por lo que las llamó neutrones. El neutrón no fue

descubierto experimentalmente hasta 1932 por Chadwick

LIMITACIONES

• En el modelo de Rutherford había dos aspectos que fueron absolutamente originales: la estructura nuclear en donde se concentraba toda la carga positiva y casi toda la masa, y el que la mayor parte del átomo fuera vacío. Este modelo de átomo fue inmediatamente aceptado por los científicos de la época. Sin embargo el modelo pronto se encontraría con dificultades, entre ellas su incapacidad para explicar los espectros atómicos.

• Rutherford recibió en 1908 el premio Nobel de Química por sus estudios sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radioactivas.

MODELO ATÓMICO DE BOHR

Bohr afirmó que el electrón sólo

puede girar en determinadas órbitas

y que no absorbe ni desprende

energía mientras no cambie de

órbita. Supuso que la radiación se

emite o se absorbe cuando el

electrón cambia de una órbita a

otra. A las órbitas más alejadas del

núcleo les corresponden niveles de

energía más elevados que a las más

próximas a él. La energía del fotón

emitido o absorbido es igual a la

diferencia entre las energías de los

dos niveles.

Para desarrollar su modelo Bohr se

apoyó en:

•El modelo atómico nuclear diseñado por Rutherford.

• La teoría cuántica de la radiación del físico Max Planck.

•La interpretación del efecto fotoeléctrico dada por Albert Einstein.

El modelo de Bohr es un modelocuántico, decimos que un sistemaes cuántico si sólo puede poseerciertos valores definidos deenergía.. Bohr, calculó los radios delas órbitas permitidas y las energíasde dichas órbitas. Mientras unelectrón gira en una órbita permitidano absorbe ni emite energía, perocuando pasa de una órbita a otramás alejada del núcleo, absorbeenergía y cuando desciende a unaórbita más próxima al núcleo emiteenergía radiante. Puesto que conocelas energías de cada nivel puedecalcular la energía que correspondea cada salto electrónico y lafrecuencia de la luz emitida.

LIMITACIONES

El modelo atómico de Bohr explicaba el espectroatómico del hidrógeno ya que las frecuencias teóricascalculadas con el modelo de Bohr coincidían con lasdeterminadas experimentalmente, sin embargo elmodelo de Bohr fallaba al intentar explicar losespectros de los átomos polielectrónicos e incluso conel espectro del hidrógeno cuando se utilizaronespectroscopios más potentes.

Los postulados de Bohr además suponían una mezclaun tanto confusa de mecánica clásica y mecánicacuántica.

MODELO CUÁNTICO ONDULATORIO ACTÚAL

Aspectos característicos:

• Dualidad onda-partícula: Broglie propuso que las partículas materiales tienen propiedades ondulatorias, y que toda partícula en movimiento lleva una onda asociada.

• Principio de indeterminación: Heisenberg dijo que era imposible situar a un electrón en un punto exacto del espacio.

. Las ecuaciones del modelo mecano-

cuántico describen el comportamiento de

los electrones dentro del átomo, y recogen

su carácter ondulatorio y la imposibilidad de

predecir sus trayectorias exactas Así

establecieron el concepto de orbital región

del espacio del átomo donde la probabilidad

de encontrar un electrón es muy grande.

Características de los orbitales:

•La energía está cuantizada.

•Lo que marca la diferencia con el modelo

de Böhr es que este modelo no determina la

posición exacta del electrón, sino la mayor o

menor probabilidad.

•Dentro del átomo, el electrón se interpreta

como una nube de carga negativa, y dentro

de esta nube, en el lugar en el que la

densidad sea mayor, la probabilidad de

encontrar un electrón también será mayor.

MODELO ATÓMICO ACTUAL

• Órbita: cada una de las trayectorias descrita por los electrones alrededor del núcleo.

• Orbital: región del espacio alrededor del núcleo donde hay la máxima probabilidad de encontrar un electrón

• El comportamiento de los electrones dentro del átomo se describe a través de los números cuánticos

• Los números cuánticos se encargan del comportamiento de los electrones, y la configuración electrónica de su distribución.

-Números cuánticos

En el modelo mecano-cuántico actual se

utilizan los mismos números cuánticos que

en el modelo de Böhr, pero cambia su

significado físico (orbitales).

Los números cuánticos se utilizan para

describir el comportamiento de los electrones

dentro del átomo. Hay cuatro números

cuánticos:

•Principal (n): energía del electrón, toma

valores del 1 al 7.

•Secundario/ azimutal (l): subnivel de

energía, sus valores son (n-1).

•Magnético (m): orientación en el

espacio, sus valores van del -l a +l.

•Espín (s): sentido del giro del electrón

sobre su propio eje, sus valores son el -

1/2 y +1/2.

Responde en tu cuaderno1. Indica por qué la siguiente proposición no es verdadera con respecto al modelo

atómico de Dalton; “los átomos de un mismo elemento son idénticos en todassus propiedades, pero poseen diferentes masas”.

2. Indica por que la siguiente proposición es incorrecta respecto a los rayoscatódicos; “su naturaleza depende del gas residual “

3. ¿A que conclusión se llego luego del experimento de Rutherford?

4. Indica por que el siguiente enunciado no esta de acuerdo con la teoría deRutherford; “los electrones se encuentran en determinados niveles de energíaestacionarios”.

5. Señala por que el siguiente enunciado es falso; “ el modelo atómico de Bohr esperfectamente aplicable a átomos polielectronicos”.

6. Indica una característica del modelo atómico de Rutherford y explícala.

7. ¿Por qué se le llama budín de pasas al modelo atómico de Thompson?

8. ¿A que se debe la luminosidad que se presenta en los tubos de rayos catódicos?

9. Tomando en cuenta los antecedentes de la guía, ¿Cómo imaginas que debe ser elmodelo atómico actual?